Universidade do Estado do Rio de Janeiro Centro de Tecnologia e Ciências
Faculdade de Engenharia
Aline Ribeiro Meireles
Coprocessamento de resíduos em uma cimenteira de Cantagalo, RJ: investigação documental de um inquérito civil do Ministério
Público do Estado do Rio de Janeiro
Rio de Janeiro
Aline Ribeiro Meireles
Coprocessamento de resíduos em uma cimenteira de Cantagalo, RJ:
Investigação documental de um inquérito civil do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro
Dissertação apresentada, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre, ao Programa de Pós- graduação em Engenharia Ambiental, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Área de concentração:
Saneamento Ambiental - Controle da Poluição Urbana e Industrial.
Orientador: Prof. Dr. Júlio Domingos Nunes Fortes Coorientador: Prof. Dr. Ubirajara Aluizio de Oliveira Mattos
Rio de Janeiro 2016
CATALOGAÇÃO NA FONTE
UERJ / REDE SIRIUS / BIBLIOTECA CTC/B
Autorizo, apenas para fins acadêmicos e científicos, a reprodução total ou parcial desta dissertação.
___________________________________ _____________________
Assinatura Data
M499 Meireles, Aline Ribeiro.
Coprocessamento de resíduos em uma cimenteira de Cantagalo, RJ: investigação documental de um inquérito civil do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro / Aline Ribeiro Meireles. – 2015.
137 f. + 1 CD-ROM
Orientador: Júlio Domingos Nunes Fortes.
Coorientador: Ubirajara Aluízio de Oliveira Mattos.
Dissertação (Mestrado) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Engenharia.
1. Engenharia ambiental. 2. Reaproveitamento de
residuos industriais - Dissertações. 3. Controle de poluição - Industria - Dissertações. 4. Indústria - Aspectos ambientais - Dissertações. I. Fortes, Júlio Domingos Nunes. II. Mattos, Ubirajara Aluízio de Oliveira. III. Universidade do Estado do Rio de Janeiro. VI. Título.
CDU 628.336
Aline Ribeiro Meireles
Coprocessamento de resíduos em uma cimenteira de Cantagalo, RJ:
Investigação documental de um inquérito civil do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro
Dissertação apresentada, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre, ao Programa de Pós- graduação em Engenharia Ambiental, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Área de concentração: Saneamento Ambiental - Controle da Poluição Urbana e Industrial.
Aprovada em:
Banca Examinadora:
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Prof. Dr. Júlio Domingos Nunes Fortes (Orientador) Faculdade de Engenharia - UERJ
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Prof. Dr. Ubirajara Aluizio de Oliveira Mattos (Coorientador) Faculdade de Engenharia – UERJ
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Prof. Dr. Bruno Milanez
Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF
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Prof. Dr. Luiz Carlos De Martini Júnior Diretor da Ambiente De Martini
Rio de Janeiro 2016
DEDICATÓRIA
À minha família, pelo apoio em todos os momentos, em especial, a minha mãe Janete, pelo exemplo de perseverança, além do aprendizado de amor e respeito à natureza.
AGRADECIMENTOS
A Deus pela oportunidade desta experiência e em especial pelas pessoas que este trabalho proporcionou a conhecer.
A minha querida mãe, Janete, pelo carinho e dedicação que fez com que eu chegasse até aqui, as minhas irmãs, Sarah e Isadora, e toda minha família e amigos por encherem minha vida de felicidade.
Aos Professores Ubirajara Mattos e Júlio Fortes, meus orientadores, pelo apoio, incentivo, segurança e conhecimentos transmitidos.
Aos mestres da UERJ, Gandhi, Eduardo, Elmo e Fátima Suely pelos conhecimentos compartilhados.
Ao GAEMA – Grupo de Atuação Especializada em Meio Ambiente do Ministério Público do Rio de Janeiro, por ter disponibilizado informações necessárias ao desenvolvimento deste trabalho.
Aos grandes mestres que tive na USS, que me fizeram engenheira e me auxiliaram em mais está conquista e aos verdadeiros amigos que fiz por lá e que se mantêm presentes ao longo desses anos.
As grandes ideias são antes fruto de um grande coração, do que de uma grande inteligência.
Fiódor Dostoiévski
RESUMO
MEIRELES, A. R. Coprocessamento de resíduos em uma cimenteira de Cantagalo, RJ: investigação documental de um inquérito civil do Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro. 2016. 137 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental) – Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
O coprocessamento é uma das alternativas para amenizar o problema ambiental da geração excessiva de resíduos, sendo também uma vantagem para as fábricas de cimento que empregam tal técnica, que reduz custos, utilizando resíduos como combustível no forno de clínquer e/ou substituto parcial de matéria-prima.
Entretanto, essa técnica pode intensificar a geração de poluentes emitidos nos fornos de cimento e causar impactos no meio ambiente e na saúde da população.
Este estudo visou classificar e analisar os documentos do Inquérito Civil - IC sobre os danos ambientais e a saúde pública causados por uma fábrica de cimento do município de Cantagalo/RJ, a fim de averiguar se a fábrica de cimento apresentou um desempenho efetivo no controle de poluentes atmosféricos com o propósito de recomendar ou não a renovação da Licença de Operação - LO para o coprocessamento. Foi elaborado um histórico dos documentos presentes no IC sobre a qualidade do ar, a escolha dos documentos referentes à qualidade do ar é devido à poluição atmosférica ser um impacto característico na fabricação de cimento. Os documentos selecionados foram classificados em 07 categorias: Ofício, Despacho, Reportagem, Parecer Técnico, Relatório Técnico e Outros Documentos.
A análise histórica dos documentos permitiu constatar que apesar da fábrica estudada apresentar algumas melhorias referentes à questão da qualidade do ar, a mesma ainda possui deficiências que precisam ser corrigidas, antes mesmo de se pensar na possibilidade da renovação da LO, e depois de corrigir essas deficiências, será necessário realizar um estudo aprofundado sobre as emissões atmosféricas com o coprocessamento e sem o coprocessamento, que não consta nos autos do IC. O trabalho também avaliou o posicionamento do órgão ambiental do estado do Rio de Janeiro, no decorrer desse IC, e discutiu a sua postura “maleável” quanto ao atendimento às questões de qualidade do ar. É relevante destacar que a metodologia utilizada para a análise dos documentos é a principal contribuição deste trabalho, sendo uma ferramenta importante para auxiliar em outros processos sobre problemas ambientais.
Palavras- chave: Resíduos; Coprocessamento; Emissões atmosféricas; Indústria cimenteira; Inquérito civil.
ABSTRACT
MEIRELES, A. R. Residues coprocessing in a cement industry from Cantagalo, RJ, Brazil: a Public Ministry of Rio de Janeiro civil investigation. 2016. 137 f. Dissertation (Professional Master’sDegree in Environmental Engineer) – Faculdade de
Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.
Coprocessing is one of the alternatives to amend the environmental problem from the excessive generation of residues, plus being an advantage for the cement factories employing such technique, reducing costs, using residues as clinker furnace fuel and/or partial substitute of feedstock. However, this technique may intensify the generation of pollutant matter released by the cement furnaces, causing impacts on the environment and population health. This study aimed to classify and analyze the files from the civil investigation (CI) about the environmental and public health damages caused by a cement factory in Cantagalo, RJ, Brazil, in order to ascertain whether the factory showed an effective performance regarding the control of atmospheric pollutants, targeting to recommend or not its Operation Permit (OP) renewal for the coprocessing. A dossier of files present in the CI about the air quality was done; the choice for files related to the air quality is due to the atmospheric pollution be regarded as a characteristic impact in the cement manufacturing, being classified in 7 categories: dispatch office, report, technical advice, technical report and other files. The analysis of the documents allowed to find that even though the factory showed some improvements related to the air quality, it still has deficiencies urging to be fixed before the factory consider an OP renewal, and after fixing these deficiencies, it will be required to perform a deepened study regarding atmospheric emissions with and without coprocessing, which is not included in the CI. This study evaluated, too, the regulatory body of Rio de Janeiro state opinion during this CI, and discussed its “malleable” posture about the air quality requirements. It is relevant to highlight the methodology used for files analysis, being the major contribution for this work, as it can be an important tool to assist in other processes about environmental issues.
Keywords: Residues; Coprocessing; Atmospheric emissions; Cement industry; Civil investigation.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Fluxograma simplificado da produção de cimento...25
Figura 2 - Pontos de entrada de resíduos...29
Figura 3 - Localização das fábricas de cimento no município de Cantagalo...53
Figura 4 - Dados Gerais do Município de Cantagalo...55
Figura 5 - Vista aérea da Fábrica e do entorno...56
Figura 6 - Reportagem do Jornal “O Dia” que desencadeou a abertura do Inquérito Civil da fábrica Rio Negro...57
Figura 7 - Galpão de armazenamento do blend sólido com abertura na lateral e simbologia genérica...61
Figura 8 - Armazenamento de blend líquido...62
Figura 9 - Forno com coprocessamento apresentando rachaduras...63
Figura 10 - Marcos histórico na fábrica de cimento Rio Negro...109
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Evolução da produção de cimento no Brasil...23 Gráfico 2 - Perfil dos resíduos coprocessados no Brasil no ano de 2012 ...28 Gráfico 3 - Consumo de energia pela indústria de cimento...30
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Relatórios incompletos enviados pela Votorantim ao INEA...113
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Quantificação das fontes de informações consultadas durante a pesquisa bibliográfica………...18 Tabela 2 – Limites de emissão de MP e NOx provenientes da indústria de cimento portland...33 Tabela 3 - Comparação dos limites máximos de emissão atmosférica para coprocessamento na Europa e no Brasil...35 Tabela 4 - Composição química do pó do eletrofiltro e clínquer em operação sem (branco) e com (30%) coprocessamento...41 Tabela 5 - Resumo da metodologia usada para análise dos documentos...51 Tabela 6 - Contaminação por metais pesados no clínquer coprocessado em Cantagalo (ppm)...64 Tabela 7 - Resultados de poluentes analisados...118
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
CESTEH Centro de Estudos da Saúde do Trabalhador e Ecologia Humana CO Monóxido de Carbono
DPOC Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica EPI Equipamento de Proteção Individual
FEEMA Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente FDSR Ficha com dados de Segurança de Resíduos Químicos FISPQ Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos GAEMA Grupo de Atuação Especializado em Meio Ambiente do MPRJ GATE Grupo de Apoio Técnico Especializado do MPRJ
IC Inquérito Civil
INEA Instituto Estadual do Ambiente LO Licença de Operação
LOR Licença de Operação e Recuperação MPRJ Ministério Público do Rio de Janeiro NOx Óxidos de Nitrogênio
O2 Gás Oxigênio
PPM Partes por milhão
PTS Partículas Totais em Suspensão RV Relatório de Vistoria
SOx Óxidos de Enxofre
UERJ Universidade do Estado do Rio de Janeiro
USEPA Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Colocação do problema ...14
Relevância ...15
Objetivos ...16
Metodologia ...17
Estrutura da dissertação ...21
1. REFERENCIAL TEÓRICO 1.1. Aspectos Relativos à indústria cimenteira...22
1.1.1 A história do cimento e da indústria cimenteira no Brasil...22
1.1.2 Processo Produtivo do Cimento...23
1.2. Coprocessamento...26
1.2.1 Caracterização do Coprocessamento...26
1.2.2 Aspectos legais e ambientais sobre o coprocessamento...31
1.2.3 Principais impactos no meio ambiente e na saúde...37
1.3. Justiça Ambiental...43
1.4. Elementos para Análise documental...46
2. ESTUDO DE CASO 2.1 A indústria de cimento em Cantagalo e caracterização da região...53
2.2 O coprocessamento na Rio Negro...55
2.2.1 Aspectos Gerais...55
2.2.2 Descrição do Coprocessamento...59
2.2.3 Histórico do Coprocessamento...64
2.3 Análise das informações apresentadas...110
2.4 Recomendações...123
CONCLUSÃO...126
REFERÊNCIAS...129
APÊNDICE – Planilha de documentos...137
INTRODUÇÃO
Colocação do problema
Um dos maiores desafios que a sociedade moderna enfrenta é o equacionamento da geração excessiva e da disposição final ambientalmente segura dos resíduos sólidos.1
Diante do acelerado desenvolvimento tecnológico das indústrias e o crescimento populacional nos grandes centros, nota-se uma considerável preocupação mundial em relação aos resíduos, o que ocasionou paralelamente, aumento crescente da quantidade e diversidade de poluentes, comprometendo assim a qualidade de vida dos seres no ambiente.²
Uma das práticas que vem sendo bastante utilizada para a destinação final de resíduos é o coprocessamento de resíduos nas indústrias de cimento, esses provenientes de diversos processos industriais.
A questão da queima de resíduos tóxicos em fornos de indústrias cimenteiras se dá por três aspectos: o primeiro representa os interesses da indústria, que ao utilizar determinada técnica visa reduzir os custos de produção, uma vez que muitos dos resíduos utilizados possuem alto poder calorífico;4 o segundo diz respeito ao meio ambiente, pois o processo de coprocessamento é uma alternativa para amenizar o problema ambiental ocasionado pela geração de resíduos, e vem sendo amplamente utilizado tanto em nível mundial quanto nacional, no entanto é necessário serem feitos estudos precisos para averiguar se os poluentes gerados nesse processo não prejudicam ainda mais o meio ambiente, e ter uma fiscalização rigorosa nas indústrias cimenteiras;5 no terceiro, agrupam-se as questões ligadas à população, especialmente a trabalhadora que é pouco estudada e não tem conhecimento dos riscos a que estão expostas.6
Relevância
O município de Cantagalo do estado do Rio de Janeiro abriga o pólo cimenteiro constituído por três indústrias de cimento que utilizam o coprocessamento de resíduos em seu processo de fabricação e exploram uma mina de calcário estabelecida na região. Ele é o terceiro município do estado com maior emissão potencial de particulados (PM10).59
Uma dessas indústrias solicitou a renovação de licença de operação (LO) do coprocessamento, junto ao órgão licenciador do Estado. O processo de renovação está sendo acompanhado pelo Ministério Público do Estado do Rio de Janeiro (MPRJ), através de um Processo de Ação Cível, aberto em 2010.
A renovação de uma LO depende do atendimento a Resolução CONAMA nº 264, de 26 de agosto de 1999, por parte da indústria solicitante. A Resolução 264/99 dispõe sobre o licenciamento de fornos rotativos de produção de clínquer para atividade do coprocessamento de resíduos e estabelece os limites referentes a emissões atmosféricas.3
Atendendo a uma solicitação do MPRJ foi firmado um acordo de cooperação técnica-científica com a UERJ, em 2013, com a proposta de proceder à análise dos documentos do Processo de Ação Cível, no tocante às atividades relacionadas ao coprocessamento de resíduos da indústria estudada, a fim de verificar se a indústria vem cumprindo todas as exigências constantes na referida resolução e com isso ter direito a receber a renovação da LO.
A verificação do cumprimento das exigências requer uma análise histórica dos problemas de poluição do ar causados pela indústria, desde o início da atividade de coprocessamento.
A fábrica de cimento estudada começou a ser investigada no final de 1994, devido a denúncias e irregularidades na atividade de coprocessamento, na qual era suspeita de causar danos ambientais e a saúde pública. Em 2005, devido à suposta adequação da empresa, o processo foi arquivado e lhe foi concedida Licença de Operação (LO) do coprocessamento com prazo de 04 anos. No entanto em abril de
2009 quando a empresa entrou com o pedido de renovação da LO o processo foi reaberto, devido aos relatórios do Grupo de Apoio Técnico Especializado – GATE (MPRJ) e a novos elementos apresentados, propondo novas investigações na fábrica. Até o presente ano (2015) a renovação da LO não foi concedida pelo Inea por exigência do MPRJ que vem constatando que os requisitos legais para renovação da LO não estão sendo cumpridos pela empresa estudada.
Pretende-se com este estudo fornecer informações que possam contribuir para um maior esclarecimento sobre o desempenho da empresa quanto a solução dos impactos ambientais que foram gerados com o coprocessamento e assim auxiliar o MPRJ na tomada de decisão no que se refere à concessão da renovação da LO a empresa.
Objetivos
Geral
Avaliar, através da análise documental, o desempenho de uma indústria cimenteira no que tange aos efeitos gerados pelo coprocessamento na região de Cantagalo, RJ.
Específicos
• Caracterizar a indústria, a região e a população da área estudada;
• Caracterizar o Coprocessamento;
• Avaliar se houve desempenho satisfatório para posicionar favorável ou não a renovação da Licença de operação para o coprocessamento de uma indústria cimenteira na região de Cantagalo.
Metodologia
A pesquisa pode ser classificada segundo: os objetivos, procedimentos de coletas de dados e as fontes de informação. Para o melhor delineamento desta, é prudente realizar tal caracterização. Os parágrafos que seguem descrevem e classificam esta pesquisa. 43
Segundo os objetivos essa pesquisa é considerada exploratória, pois busca materiais que possam informar ao pesquisador a real importância do problema, o estágio em que se encontram as informações já disponíveis a respeito do assunto, e até mesmo, revelar ao pesquisador novas fontes de informação.43
A pesquisa pode se encaixar em três categorias de acordo com a sua caracterização quanto aos procedimentos de coletas de dados:
1. Estudo de caso: pois é um objeto restrito, com objetivo de aprofundar os aspectos característicos do desempenho de uma indústria cimenteira quantos as emissões atmosféricas devido ao coprocessamento;
2. Pesquisa bibliográfica: pois parte do trabalho contém informações elaboradas e publicadas por outros autores;
3. Pesquisa Documental: pois o estudo foi realizado com base nas análises de documentos.
Ainda segundo Santos43, fontes de informação são: os lugares ou situações de que se extraem os dados de que se precisa. As fontes de dados são três: o campo, o laboratório e a bibliografia. Para tanto, como fonte de dados, foram realizadas pesquisas documentais, como também pesquisas bibliográficas sobre o assunto. Para atender aos objetivos desejados, classificou-se a pesquisa quanto as fontes de informação como bibliográfica e de campo.43
A pesquisa é considerada bibliográfica devido às fontes de informação, pois parte da pesquisa possui informações de dados já organizados e analisados, qualquer pesquisa científica que se inicie, deve-se embasar em uma base bibliográfica já existente. E é considerada de campo, pois pesquisa de campo é a que recolhe
dados in natura, como percebidos pelo pesquisador, e a fonte de informação considerada campo nesta pesquisa, é o Ministério Público do Rio de Janeiro, onde retirou-se os dados utilizados para essa pesquisa. A pesquisa de campo se faz por observação direta, levantamento ou estudo de caso.43
As etapas da pesquisa consistiram de levantamento bibliográfico, levantamento de documentos junto ao Grupo de Atuação Especializado em Meio Ambiente do Ministério Público do Rio de Janeiro - GAEMA, e análise e estruturação das informações levantadas.
O levantamento bibliográfico foi completado, através de pesquisa de literatura técnica por meio das bases de dados Scielo (Scientific Eletronic Library), Science Direct, Elsevier, e com o auxílio de busca em todas as bases pelo Google Scholar, utilizando os descritores: coprocessamento, coincineração e destruição térmica; e em livros, revistas, trabalhos publicados e demais informações disponíveis no meio acadêmico, órgãos ambientais e na Internet, como os sites da Associação Brasileira de Cimento Portland, O mundo do cimento, <coprocessamento.org>, Votorantim Cimentos, Sindicato Nacional da Indústria de cimento e Departamento Nacional de Produção Mineral. Também foi realizado levantamentos em normas e legislações referentes à atividade de coprocessamento de resíduos em fornos de cimento.
Tabela 1 - Quantificação das fontes de informações consultadas durante a pesquisa bibliográfica
FONTES DE INFORMAÇÕES QUANTIDADE CONSULTADA
Artigos 38
Teses e dissertações 8
Sites oficiais referentes à produção de cimento e coprocessamento
7
Outros 33
Total 86
A pesquisa documental, de acordo Gil54, vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento analítico, ou ainda podem ser reelaboradas de acordo com os objetos de pesquisa. Na pesquisa documental as fontes de pesquisa são diversificadas, podendo ser documentos “de primeira mão”, que não receberam nenhum tratamento analítico, nesta categoria estão os documentos conservados em arquivos de órgãos públicos e instituições privadas, tais como associações científicas, igrejas, sindicatos, partidos políticos, ofícios, boletins, regulamentos, memorandos, entre outros. A segunda categoria engloba os documentos de segunda mão, que de alguma forma já foram analisados, tais como: relatórios de pesquisa, relatórios de empresas, tabelas estatísticas etc.54
A pesquisa documental realizada neste estudo é considerada “de primeira mão”, pois os documentos analisados estão presentes no Ministério Público do Rio de Janeiro e pertencem a um Inquérito Civil de 1995 que investiga os danos ambientais e a saúde pública causados pela indústria de cimento estudada. No entanto, neste Inquérito Civil há documentos de categoria “de segunda mão”, que são relatórios da empresa e relatórios de pesquisa de outras entidades. Alguns documentos utilizados nesta pesquisa foram realizados pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro, destes participei na elaboração de dois, sendo um deles, um relatório de vistoria na cimenteira estudada.
A pesquisa documental apresenta vantagens por considerar que os documentos constituem fonte rica e estável de dados e não implica alto custo.54 Entretanto apresenta limitações. As críticas mais frequentes a este tipo de pesquisa referem-se a não representatividade e à subjetividade dos documentos, com isso é importante que o pesquisador considere as mais diversas implicações relativas aos documentos antes de formular uma conclusão definitiva, no entanto deve-se ressaltar que algumas pesquisas elaboradas com base em documentos são importantes não porque respondem definitivamente a um problema, mas porque proporcionam melhor visão desse problema ou, então, hipóteses que conduzem a sua verificação por outros meios.54
Por conseguinte, Gil54 descreve as fases na pesquisa documental:
a. Determinação dos objetivos;
b. Elaboração do plano de trabalho;
c. Identificação das fontes;
d. Localização das fontes e obtenção do material;
e. Tratamento dos dados;
f. Confecção das fichas e redação do trabalho;
g. Construção lógica e redação do trabalho.
Portanto a análise do conteúdo dos documentos se encaixaria na fase de tratamento dos dados, que Gil descreve como análise de dados e deve ser feita em observância aos objetivos e ao plano de pesquisa.54
A análise de documentos propõe-se a produzir ou reelaborar conhecimentos e criar novas formas de compreender os fenômenos. É condição necessária que os fatos devem ser mencionados, pois constituem os objetos de pesquisa, mas por si mesmo não explicam nada. O investigador deve interpretá-los, sintetizar as informações, determinar tendências e na medida do possível fazer a inferência.55
Estrutura da dissertação
Inicialmente, a primeira parte do trabalho, o REFERENCIAL TEÓRICO discuti-se a indústria de cimento e do coprocessamento, são tecidas considerações sobre justiça ambiental e apresentados os elementos para análise documental.
A segunda parte traz o ESTUDO DE CASO, caracterizando a região da área estudada e descrevendo o coprocessamento na indústria cimenteira, através de informações do IC que foi objeto de estudo. Posteriormente é apresentado o histórico do coprocessamento através dos documentos analisados, e a partir destas informações são elaboradas as análises e recomendações.
Finalmente são feitas as considerações finais da dissertação.
1. REFERENCIAL TEÓRICO
1.1 Aspectos Relativos à indústria de cimento
1.1.1 A história do cimento e da indústria cimenteira no Brasil
Em meados de 1830, o inglês Joseph Aspdin patenteou o processo de fabricação de um ligante que resultava na mistura calcinada em proporções certas e definidas de calcário e argila, conhecido mundialmente até hoje como cimento. O resultado da mistura de Joseph, foi um pó que, por apresentar cor e características semelhantes a uma pedra abundante na ilha de Portland, foi denominado “cimento portland”7.
A palavra cimento é originada do latim CAEMENTU, que na antiga Roma designava uma espécie de pedra natural de rochedos que não esquadrejava.7
Os primeiros registros de produção de cimento no Brasil datam dos primórdios da indústria brasileira, em finais do século XIX, no Estado da Paraíba, apesar do funcionamento da unidade industrial por apenas três meses.8
Com isso, pode-se afirmar que a indústria de cimento no Brasil surge quase paralelamente às indústrias têxteis e alimentícias, até então as principais atividades manufatureiras existentes na época.9
Entre meados de 1926, ficava claro que um país do tamanho e importância do Brasil não poderia continuar a depender de importações de um produto como o cimento, principalmente se fossem consideradas suas abundantes reservas minerais. Em conjunto com uma série de fatores econômicos e políticos, o amadurecimento dessa idéia estimulou o ressurgimento da indústria de cimento no Brasil, agora numa retomada definitiva e com todas as condições de competir com o produto importado. Começava então, uma nova era do setor. Um símbolo dessa fase é a inauguração, em 1926, da Companhia Brasileira de Cimento Portland, em Perus, a 23 quilômetros da cidade de São Paulo. A instalação da nova fábrica representou o início do processo de crescimento da produção brasileira de cimento, que saltou imediatamente de 13.000 toneladas em 1926 para 54.000 toneladas em 1927 e que continuou a crescer conforme demonstra o Gráfico 01.7
Gráfico 1 - Evolução da produção de cimento no Brasil
Fonte: SNIC7
Conforme mencionado no site da organização Cimento.org, o mercado cimenteiro no Brasil atualmente é composto por 15 grupos nacionais e estrangeiros, com 93 plantas espalhadas por todas as regiões brasileiras, sendo que 05 delas ainda em construção. A capacidade instalada anunciada no país é de 78 milhões de toneladas/ano. 10 A informação referente à quantidade de unidades de produção de cimento no país colocado pela organização Cimento org. é distinta da informação apresentada pela Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP22 que aborda um total de 80 unidades.
Os dois maiores grupos, que produzem cimento, Votorantim e João Santos (Nassau), são responsáveis por aproximadamente 50% da produção nacional.11
1.1.2 Processo Produtivo do Cimento
A fabricação do cimento (Figura 1) é feita através da exploração mineral, as quais devem conter em proporções determinadas cálcio, sílica, alumina e ferro.12 De acordo com a ABCP1 são 11 tipos básicos de cimento Portland disponíveis no mercado brasileiro. Esses tipos se diferenciam de acordo com a proporção de clínquer e sulfatos de cálcio, material carbonático e de adições, tais como escórias,
pozolanas e calcário, acrescentadas no processo de moagem. Podem diferir também em função de propriedades intrínsecas, como alta resistência inicial, a cor branca etc.13
A principal matéria prima para a fabricação do cimento é o calcário. Sua extração pode ocorrer de jazidas subterrâneas ou a céu aberto, que é a situação mais comum no Brasil. Nesta primeira etapa ocorre à extração do calcário e argila, essa extração é feita utilizando explosivos.13
O material extraído passa por um britador com o propósito de obter as dimensões adequadas ao processamento industrial e ao mesmo tempo são recolhidas amostras para buscar a composição química desejada da mistura.12
A seguir tem-se a fase da preparação e homogeneização da mistura, etapa que recebe o nome de moagem do cru. Nessa etapa, o calcário passa pela balança de dosagem e em seguida é moído com argila e aditivos no moinho de farinha ou cru.14
O moinho do cru possui bolas de aço no seu interior de diversos diâmetros, onde a moagem ocorre com o impacto e atrito entre essas bolas. O impacto das bolas no moinho vai triturando a mistura, a qual encontra o ar quente (aproximadamente 200ºC) provenientes dos fornos que circula em contra corrente, propiciando a secagem do material. Depois de moído a farinha do cru é transportada e estocada em silos verticais onde ocorre a homogeneização para permitir uma perfeita combinação dos elementos formadores do clínquer, isso ocorre por processos pneumáticos e por gravidade.15
Dos silos de homogeneização a farinha é introduzida no forno passando antes por pré - aquecedores (ou pré-calcinadores), equipamentos que aproveitam o calor dos gases provenientes do forno e promovem o aquecimento inicial do material. O forno rotativo, alimentado por carvão de coque e blend, geralmente possuindo um comprimento entre 50 metros e 150 metros, é constituído de um cilindro de aço, revestido com tijolos refratários; a mistura é calcinada até 1450ºC, resultando no clínquer, produto com aspecto de bolotas escuras.13
Um resfriador promove a redução da temperatura a 80ºC, aproximadamente.
A clinquerização se completa nesta etapa, quando ocorre uma série de reações químicas que influenciarão a resistência mecânica do concreto nas primeiras idades,
o calor da hidratação, o início de pega e a estabilidade química aos compostos.
Depois disso, o clínquer é armazenado em silos para aguardar a próxima etapa. 13 Junto com o clínquer, adições de gesso, escória de alto forno, pozolana e o próprio calcário compõem os diversos tipos de cimento portland. Essas substâncias são estocadas separadamente, antes de entrarem no moinho do cimento. É na moagem final que o clínquer adicionado ao gesso ou outras adições, resulta no cimento tal como conhecemos.14
Após o término do processo de fabricação, o cimento fica armazenado em silos, onde é estocado. No final, o cimento pronto passa por ensaios de qualidade e, é enviado para a expedição. A remessa de cimento ao mercado consumidor pode ser feita de duas maneiras: a granel ou em sacos de 50 Kg. O ensacamento é feito em máquinas especiais, que automaticamente enchem os sacos e os liberam assim que atingem o peso especificado. A embalagem é feita com papel Kraft, que garante o perfeito manuseio pelo consumidor.13
Figura 1 – Fluxograma simplificado da produção de cimento
Fonte: ABCP (adaptado).13
1.2. Coprocessamento
1.2.1 Caracterização do Coprocessamento
Umas das características da produção de cimento é a sua dependência de energia, devido a altas temperaturas no forno de clínquer, a produção demanda o consumo de grandes volumes de combustíveis.19 Tradicionalmente, as empresas utilizam combustíveis fósseis, entretanto, os preços crescentes dessas fontes de energia têm incentivado empresas a buscarem alternativas mais baratas, como alguns resíduos industriais.20
Entre 1960 e 1970, a indústria cimenteira foi dependente de petróleo cru, depois migrou em parte para o carvão mineral e em parte para o carvão vegetal.
As primeiras experiências com queima de resíduos em fornos de produção de cimento foram realizadas com sucesso na década de 1970, e desde então o panorama mundial do coprocessamento tem se desenvolvido progressivamente.21
No Brasil, a queima de resíduos como combustível nos fornos para produção de cimento começou na década de 1990 em São Paulo, estendendo para Rio de Janeiro, Paraná, Rio Grande do Sul e Minas Gerais.21
O panorama atual do coprocessamento no Brasil indica que a atividade está em plena expansão. De acordo com a ABCP de 80 unidades de produção de cimento espalhadas pelo país, sendo 29 delas unidades de moagem (não dotadas de forno que transformam diretamente o clínquer) e 51 fábricas integradas (dotadas de fornos que abrangem desde a extração de matérias-prima até a obtenção do produto final), destas 36 estão licenciadas para o coprocessamento de resíduos. Neste cenário, a região sudeste é a que representa o maior número de fábricas que realizam o coprocessamento, no total de 17 fábricas, que representam 33% das fábricas consideradas adequadas para a prática dessa atividade.22
Queima de resíduos, coprocessamento, coincineração, destruição térmica, adoção de insumos energéticos alternativos são expressões utilizadas para caracterizar o método, que associa a queima e a teórica destruição de resíduos ao
processo de geração de energia térmica e/ou substituição de matéria-prima, utilizada no processo industrial de síntese de clínquer.23
De acordo com a Resolução CONAMA nº 264/1999 o coprocessamento de resíduos em fornos de produção de clínquer é definido como:
...uma técnica de utilização de resíduos sólidos industriais a partir do processamento desses como substituto parcial de matéria-prima e/ou de combustível no sistema forno de produção de clínquer, na fabricação de cimento.3
A mesma resolução discorre sobre as classes de resíduos que podem ser coprocessados nas indústrias: os resíduos que podem substituir, em parte, a matéria-prima desde que apresentem características similares às dos componentes normalmente empregados na produção de clínquer; e os que podem ser utilizados como substituto de combustíveis, para fins de reaproveitamento de energia, desde que o ganho de energia seja comprovado. Ficam proibidos de serem coprocessados os resíduos domiciliares brutos, de serviços de saúde, explosivos, radioativos, agrotóxicos e afins.
Resíduos com alto valor calorífico (Gráfico 2) e que podem ser utilizados para o co- processamento como combustíveis nos fornos de cimento são: solventes, resíduos oleosos, óleos usados de carros e fábricas, graxa, lama de processos químicos, fundos de destilação, resíduos de destilação, resíduos de empacotamento, resíduos de fábrica de borracha, pneus usados, resíduos de picagem de veículos, resíduos têxteis, resíduos plásticos, serragem, resíduos de fábricas de papel, lama de esgoto municipal, farinha e ossos de animais e grãos com validade vencida. E os resíduos que podem ser utilizados com substituto parcial de matéria-prima são: lama com alumina (alumínio), lamas siderúrgicas (ferro), areia de fundição (sílica), terras de filtragem (sílica), refratários usados (alumínio), resíduos da fabricação de vidros (flúor), gesso, cinzas e escórias.13
Gráfico 2 - Perfil dos resíduos coprocessados no Brasil no ano de 2012 (1,32 milhão de toneladas)
Fonte: COPROCESSAMENTO.ORG (adaptado).24
Para a realização do coprocessamento é preciso fazer análises químicas dos resíduos estabelecendo semelhanças dos mesmos com os combustíveis e matérias- primas normalmente utilizados. Algumas análises realizadas são: poder calorífico inferior, teor de cinza, umidade, etc. A Resolução CONAMA 264/99 não estabelece valores específicos para determinadas características como as citadas acima, por entender que tal valor deveria ser estabelecido pela indústria em função das peculiaridades do processo, bem como concentrações de outros poluentes químicos, como: cloro elementar, cromo, enxofre, chumbo e cobre. Essas características estão contidas no Estudo de Viabilidade de Queima (EVQ) realizado pela empresa que deve apresentar ao órgão ambiental responsável. A preocupação com essas substâncias é pela necessidade de garantir a integridade dos equipamentos.20
Apesar da Resolução CONAMA 264/99 colocar que a utilização dos resíduos no coprocessamento não deve agregar substâncias ou elementos em quantidades tais que possam afetar a saúde humana e o meio ambiente, possivelmente as fábricas se atentam meramente com as questões operacionais, um exemplo disso é o cloro, que a CETESB fixou um limite de 2%, entretanto as empresas cimenteiras não
aceitam concentrações superiores a 0,8%, uma vez que o cloro pode danificar a estrutura dos fornos.38
No coprocessamento, caso os resíduos não tenham o poder calorífico para serem utilizados como combustível, os resíduos são triturados e misturados a outros resíduos, formando uma mistura que recebe o nome de blend ou coquetel.20 O blend não é necessariamente realizado nas empresas cimenteiras. Geralmente são preparados em empresas de blendagem (blendeira), onde são armazenados e, posteriormente, transportados para unidades de coprocessamento.20
O blend é então adicionado nos fornos por algum sistema específico de alimentação.
A Figura 2 apresenta os diversos pontos de alimentação do forno com o coquetel de resíduos.
Figura 2 - Pontos de entrada de resíduos
Fonte: Fonte: In FEAM apud PUC (adaptado).25
No período de 1991 a 2011 foram coprocessados 8 milhões de toneladas de resíduos no Brasil. Em 2011, 220 mil toneladas de pneus foram coprocessados na indústria de cimento, o equivalente a 45 milhões de unidades.13
Motivada por questões de custos operacionais, as cimenteiras conseguiram transferir sua dependência de óleo combustível que representava 90% da energia gasta em 1975, para o coque, responsável no ano de 2010, por aproximadamente 70% da energia consumida por este setor industrial.26
O coprocessamento reduz ainda mais os gastos das cimenteiras, visto que a mesma não paga pelo resíduo utilizado nessa técnica, os geradores de resíduos, é que pagam para que tais produtos sejam coprocessados.27
Conforme apresentado no Gráfico 03, o aumento de outras “fontes” (que incluem resíduos para o coprocessamento) saltam de 2% em 1995 para 12% em 2013.26
Gráfico 3 - Consumo de energia pela indústria de cimento
Fonte: MME e EPE.26
As regulamentações (CONAMA 264/1999, CETESB P4263/2003 e COPAM 154/2010) ao exigir que o coprocessamento agregue valor ao resíduo, pretende assegurar que os fornos licenciados para produzir cimento não utilizem resíduos perigosos de baixo poder calorífico a pretexto de recuperação energética quando, de fato, estariam apenas destruindo-os. Para as agências ambientais, configuraria um papel para o forno rotativo pura e simplesmente de incinerador.21
1.2.2 Aspectos legais e ambientais sobre o coprocessamento
O meio ambiente é uma das preocupações centrais de muitas nações.
Atualmente é um dos assuntos que despertam interesse em países independente do regime político ou sistema econômico. As consequências dos danos ambientais não se confinam mais aos limites de determinados países ou regiões, mas ultrapassam fronteiras e, costumeiramente, atingem regiões distantes.44 Essas consequências dos danos ambientais são conhecidas com impactos ambientais que de acordo com a Resolução CONAMA nº01/1986 é qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas, que, direta ou indiretamente, afetam: a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente e a qualidade dos recursos ambientais.45
Em se tratando de meio ambiente a nossa Lei Maior, a Constituição Federal de 1988, dedicou um capítulo exclusivo ao tema, onde versa em seu artigo 225 que todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.
Ressalta-se com o disposto acima a importância das regulamentações e ações que busquem o uso ambientalmente correto dos recursos naturais.
A lei 6938/81 que dispõe sobre a Política Nacional de Meio Ambiente define meio ambiente como o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas. Essa mesma lei define como um dos objetivos da Política Nacional de
Meio Ambiente, o estabelecimento de critérios e padrões de qualidade ambiental e de normas relativas ao uso e manejo de recursos ambientais, consagrando assim o Princípio do Limite, cabendo as cimenteiras que realizam o coprocessamento a atender a estes limites.46
No Brasil, os limites referentes a emissões atmosféricas e ao licenciamento da atividade do coprocessamento são regidos pela Resolução CONAMA nº 264, que dispõe sobre o licenciamento de fornos rotativos de produção de clínquer para atividade do coprocessamento de resíduos.3
Para o licenciamento ambiental, essa resolução discorre sobre dois testes que devem ser realizados para que a cimenteira possa ou não realizar o coprocessamento. O teste em branco e o teste de queima.
O primeiro teste, Teste em Branco, é o conjunto de medições realizadas no forno em funcionamento normal, operando sem a alimentação de resíduos, para avaliação das condições operacionais da Unidade de produção de clínquer e do atendimento às exigências técnicas fixadas pelo Órgão Ambiental. Nesse teste, a cimenteira tem que demonstrar que opera seguindo os parâmetros operacionais fixados por essa resolução. Esse teste também avalia as emissões atmosféricas que podem usar como padrão os estabelecidos pela CONAMA 264 ou os estabelecidos pela legislação referente aos limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas que é disposto na resolução CONAMA 382/06.47
A fábrica de cimento deste estudo começou suas atividades antes de 02 de janeiro de 2007, ela tem como referência a CONAMA 436/11 que estabelece os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas instaladas ou com pedido de licença de instalação anterior a 02 de janeiro de 2007, essa resolução complementa a CONAMA 382.48 A distinção entre as resoluções CONAMA 436/11 e 382/06, é que em alguns casos, a resolução 436 é menos restritiva nos limites de emissão de poluentes atmosféricos, observando o tipo de combustível utilizado, finalidade do uso (geração de calor ou energia elétrica) e o processo industrial. Isso ocorre inclusive em relação aos limites de emissão de poluentes atmosféricos provenientes da indústria de cimento (Tabela 2), os quais são estabelecidos limites para o Material Particulado – MP e para Óxidos de Nitrogênio – NOx.
Tabela 2 – Limites de emissão para MP e NOx provenientes da indústria de cimento portland
EQUIPAMENTO MP (mg/Nm3) NOx (mg/Nm3) CONAMA
382/06
CONAMA 436/11
CONAMA 382/06
CONAMA 436/11
Fornos 50 50 650** Sem
coprocessamento 1000**
Com
coprocessamento
800**
Resfriadores 50 50 N/A N/A
Secadores de Escória e de
Areia
50* 50* N/A N/A
Ensacadeiras 50 50 N/A N/A
Moinhos de cimento
- 50 - N/A
NOTA: Os limites da Resolução CONAMA 382 e 436 o teor de oxigênio é a 11%.
* Teor de oxigênio: 18%
* * Teor de oxigênio: 10%
N/A: não aplicável
Fonte: CONAMA 382 e 436 (adaptado). 47,48
Os padrões a ser seguidos ao atendimento referentes à emissão atmosféricas, bem como outros parâmetros que não estão definidos na CONAMA 264, serão estabelecidos pelo Órgão Ambiental.
Caso a fábrica de cimento não atenda as exigências estabelecidas no Teste em branco, fica proibida a queima de qualquer resíduo, e caso contrário, a empresa realiza o Plano de teste de queima – PTQ a fim de realizar o teste de queima.
Teste de Queima é o conjunto de medições realizadas na unidade operando com a alimentação de resíduos, para avaliar a compatibilidade das condições operacionais da instalação de produção de clínquer com o atendimento aos limites de emissões definidos na presente Resolução e com as exigências técnicas fixadas pelo órgão ambiental, a partir da realização do teste, a empresa apresenta um relatório do teste de queima, e assim o órgão ambiental avalia, se a cimenteira tem condições ou não de realizar o coprocessamento.3
Após o licenciamento para a realização do coprocessamento, a CONAMA 264 não estabelece um prazo de quanto em quanto tempo deve-se realizar o teste de queima, visto que pode mudar a concentração e constituição desses resíduos que
serão coprocessados. No estado de São Paulo, a norma técnica da CETESB P4.263 que dispõe sobre o procedimento para utilização de resíduos em fornos de
produção de clínquer determina a freqüência do teste de queima completo que deve ser realizado bienalmente.49
A resolução CONAMA 316/02 também refere-se ao coprocessamento pois dispõe sobre os procedimentos e critérios para o funcionamento do sistema de tratamento térmico de resíduos.
A maior parte dos critérios de emissões é definida na CONAMA 264, assim como as substâncias que não podem ser tratadas em fornos de cimento, enquanto que a CONAMA 316 faz referência específica aos limites de emissões de dioxinas e furanos. 27
Segundo Milanez et al (2007), tanto a CONAMA 264 quanto a 316 apresentam falhas, pois mesmo que as empresas estejam em conformidade com a lei, as mesmas realizam práticas que podem colocar em risco a saúde dos trabalhadores e da sociedade. Uma das falhas, já citada anteriormente, é o fato da CONAMA 264 não estabelecer de quanto em quanto tempo deve se realizar o teste de queima visto que a composição dos resíduos pode alterar em cada remessa que chega para a queima. Outro aspecto também que gera falhas é quanto aos padrões de emissão atmosférica, que comparado com a Legislação da Comunidade Européia (Directiva 2000/76/CE do Parlamento Europeu e do Conselho de 04 de Dezembro
de 2000, relativa à incineração de resíduos), são elevados, como mostra a tabela 3.
Essas falhas quanto à legislação permite que sejam adotadas no Brasil tecnologias de coprocessamento que já são obsoletas nos países dos blocos econômicos mais ricos.27
Tabela 3 - Comparação dos limites máximos de emissão atmosférica para coprocessamento na Europa e no Brasil
PARÂMETROS EUROPA BRASIL
Material Particulado - MP 30 mg/Nm³ 77 mg/Nm³
Carbono Orgânico Total 10 mg/Nm³ -
Hidrocarbonetos Totais - THC
- 15,7 ppmv
CO Definido pelas autoridades
competentes.
78,6 ppmv
SOX 50 mg/Nm³ (medido como
SO2)
CETESB: 350 mg/Nm³ INEA: 220 mg/Nm³ (definido pelo órgão ambiental estadual)
NOX 800 mg/Nm³ (plantas já
existentes) 500 mg/Nm³ (plantas novas)
CETESB: 800 mg/Nm³ INEA: 440 mg/Nm³ (definido pelo órgão ambiental estadual)
HCL 10 mg/Nm³ 1,8 Kg/h ou 99% de redução
Ácido Fluorídrico - HF 1 mg/Nm³ 3,9 mg/Nm³
As+ Be +Co +Cr +Cu +Mn +Ni +Pb + Sb +Se + Sn +Te +Zn
-
5,5 mg/Nm³
Sb +As + Pb +Co +Cu +Cr+
Mn+ Ni + V
0,5 mg/Nm³ -
As + Be + Co + Ni + Se + Te - 1,1 mg/Nm³
Cd - 0,1 mg/Nm³
Cd + Tl 0,05 mg/Nm³ -
Pb - 0,35 mg/Nm³
Hg 0,05 mg/Nm³ 0,04 mg/Nm³
Tl - 0,1 mg/Nm³
Dioxinas e Furanos 0,1 ng/Nm³ 0,4 ng/Nm³
NOTA: Os limites da Resolução CONAMA 264 e 316 são definidos a 7% de O2 (base seca), exceto o material particulado que é definido a 11%, para fim de comparação com a legislação da Europa eles foram recalculados para 10% de O2 na base seca.
Os dados referentes aos limites de NOx e SOx do Inea foram encontrados no Processo E- 15/I.C.001/95 (Volume VI, pg.1814) e foram corrigidos a 10% de O2 paraefeito de comparação, pois eles estavam corrigidos a 11% de O2. Os dados referentes ao estado de São Paulo foram retirados da Norma Técnica P4.263.
Fonte: MILANEZ (adaptado). 27
Ainda segundo Milanez como a CONAMA 264 não determina a validade da licença de operação para o coprocessamento, ficando a critério de cada estado que seja criado um processo de renovação de licença, isso permite que alguns fornos continuem operando, independentemente da qualidade de manutenção e operação dos mesmos. No caso dos incineradores, por exemplo, a Resolução CONAMA 316/02 estabelece que as licenças devam ser renovadas a cada cinco anos. Desta
